昆明理工大學(xué)大一上物理演示實(shí)驗(yàn)

1、昆明理工大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)課后作業(yè)及內(nèi)容1、陀螺儀的重要特性是什么？有什么實(shí)際應(yīng)用？答案：陀螺儀是利用陀螺旋轉(zhuǎn)軸穩(wěn)定性原理設(shè)計(jì)的精密儀器。陀螺指向的方向，不受陀螺儀的姿態(tài)變化而改變，可以用于飛機(jī)、輪船導(dǎo)航，隧道施工的定向等。2、茹科夫斯基轉(zhuǎn)椅的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量改變時(shí)你有什么感覺？為什么？答案：當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量減小時(shí),我感覺轉(zhuǎn)速增大即角速度增大。這是因?yàn)槲易谏厦鏁r(shí)外力矩為零，此時(shí)角動(dòng)量守恒，根據(jù)角動(dòng)量等于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與角速度的乘積,當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量減少時(shí)，角速度增大。3、車輪式回轉(zhuǎn)儀的進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象是怎樣產(chǎn)生的？答案：當(dāng)車輪式回轉(zhuǎn)儀的輪子繞自轉(zhuǎn)軸一角速度W高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，其角動(dòng)量L=JW。若支點(diǎn)不在系統(tǒng)重心，系統(tǒng)將受到中立M=r

2、*mg的作用，由角動(dòng)量定理M二Dl/Dt知，車輪自轉(zhuǎn)軸將繞豎直軸發(fā)生進(jìn)動(dòng)，其進(jìn)動(dòng)角速度二mgr/j。方向由L,M的方向決定。4、結(jié)合伯努利方程，畫圖說明弧線球產(chǎn)生的原因。答案：先將足球分成四個(gè)等分，分別命名為右前部、左前部、右后部、左后部?？聪聢D。球在前進(jìn)的時(shí)候，是要受到空氣的阻力的，這個(gè)阻力，我用F1、F2來表示，阻力的大小跟球相對于空氣的運(yùn)動(dòng)速度V成正比，V越大，阻力越大。另外還有一點(diǎn)大家要明白：當(dāng)球向前飛出時(shí)，只有球的右前部和左前部是受到空氣的阻力的，右后部和左后部是沒有空氣阻力的接下來，我們來看第一種情況，球沒有任何旋轉(zhuǎn)，沿直線前進(jìn)，在這種情況下，球的左前部和右前部相對于空氣運(yùn)動(dòng)的速度

3、V都是一樣的，所以產(chǎn)生的空氣阻力F1和F2也是一樣的，這兩個(gè)阻力會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向后的合力（圖中紅色箭頭表示合力），這個(gè)合力將會(huì)使球慢慢停下來，在這種情況下，球?qū)?huì)沿一條完全筆直的直線前進(jìn)，沒有任何弧線。如下圖所示；接下來看第二種情況，球在向前運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，還在逆時(shí)針高速旋轉(zhuǎn)，這種情況下受力就不同了。大家可以想像一下，靜止不動(dòng)的球在旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，球的表面會(huì)因?yàn)樾D(zhuǎn)而產(chǎn)生另一個(gè)相對于空氣的速度，我們將其命名為V2，如果球還在向前運(yùn)動(dòng)，那么此時(shí)足球表面某個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度就是球的速度V跟旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的速度V2這兩個(gè)速度的合成，注意：問題的關(guān)鍵就在這里，球的右前部和左前部的速度是不一樣的，當(dāng)球逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，右前部的速

4、度是V+V2，而左前部的速度卻是V-V2，原因很簡單，當(dāng)球逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，球的右前部是迎著空氣向前的，因而相當(dāng)于是在原來的速度V的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)V2,而左前部而是順著空氣向后的，相當(dāng)于是在原來的速度V的基礎(chǔ)上減去了一個(gè)V2,所以此時(shí)右前部的速度比左前部大出了2倍的V2,又因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)速度越大，空氣阻力越大，所以在這種情況下，右前部產(chǎn)生的空氣阻力F2要大于左前部產(chǎn)生的空氣阻力F1（圖中箭頭線條越長表示力越大），這兩個(gè)力合成的結(jié)果將產(chǎn)生一個(gè)向后的合力和一個(gè)向左的合力，向后的合力會(huì)使球停下來，而向左的合力會(huì)使球在向前飛出的同時(shí)不斷向左偏移，于是，美麗的弧線球就產(chǎn)生了。見下圖：同樣的道理，當(dāng)球順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，球會(huì)向右偏移。最后說一說里瓦爾多那種很詭異的射門，很多人都發(fā)現(xiàn)里瓦爾多的射門都有一個(gè)特點(diǎn)：球在門前會(huì)急速下墜，然后在門前的草地上反彈一下，這種反彈球?qū)τ谑亻T員來說是極難撲救的，這種球是怎么踢出來的呢？其實(shí)說起來也很簡單，就是在射門的時(shí)候用腳腕帶動(dòng)球向下旋轉(zhuǎn)，此時(shí)球的上半部受到的空氣阻力大于下半部，所以會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向下的合力，這個(gè)向下的合力就是使球下墜的“罪魁禍?zhǔn)住绷?，?dāng)然，如何能精